宜兴市周铁中学物理第十二章机械能和内能单元测试题（Word版含解析）
一、初三物理第十二章机械能和内能易错压轴题提优（难）
1．回顾实验和探究：比热容概念的建构
器材烧杯、______相等的水和煤油、两个规格相同的电加
热器、温度计、______。
装置
过程两只烧杯中盛有______相同的水和煤油，用电加热器加热2分钟，我们发现______温度升高的高，若升高相同的温度，______加热时间长，______吸收的热量多。
结论一定质量的某种物质，温度升高时吸收的热量与______之比，叫做这种物质的比热容，在数值上等于______质量的某种物质温度升高______所吸收的热量。
方法实验中用______来反映物质吸收的热量，这种研究方法是______。
讨论电加热器工作时，将______能转化为内能；水吸收热量，温度升高，内能发生了______。
【答案】质量秒表质量煤油水水质量和升高温度之积单位 1℃加热时间转换法电转移
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]所用到的器材除烧杯、质量相等的水和煤油、两个规格相同的电加热器温度计以外，还要记录测量时间用的秒表。
[3][4][5][6]两个烧杯中盛有质量相同的水和油，用电加热器加热两分钟，会发现煤油温度升高的高，如果升高相同的温度，水加热的时间长，那么可以得知水吸收的热量最多。[7][8][9]一定质量的物质，温度升高时吸收的热量与质量和升高温度乘积之比叫做比热容，在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。
[10][11]实验中用加热时间来反应物质吸收的热量，这种研究方法是转换法。
[12][13]电加热器工作时消耗了电能，将电能转化为内能，水吸收热量，温度升高，内能发生了转移。
2．小明利用图甲装置研究某燃料热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为30g，
点燃后对100g 的热水加热4min 立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿总质量，天平平衡时砝码数量和游码位置如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象如图丙中a 线所示。
(1)如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应依次调节图中A 、B 两铁环，应先调节______（选填“A ”、“B ”）铁环；
(2)实验时水面上方的气压______（选填“大于”、“等于”或“小于”）1标准大气压。在第2~4min 的过程中，水______（选填“吸”或“不吸”）热；
(3)此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，则该燃料的热值为______J/kg ；[水的比热容为4.2×103J/(kg?°C)，整个过程中忽略水的质量变化]
(4)若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图丙中b 线，则另一杯水的质量______（选填“大于”、“等于”或“小于”）上一杯水质量。
【答案】B 小于 吸 2×106 等于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]用酒精灯加热物体时，应使用酒精灯的外焰加热，且研究某燃料热值的实验装置组装时应由下往上，所以如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应先调节B 铁环。
(2)[2]1个标准气压下水的沸点是100°C ，由图丙可知实验中水的沸点是99°C ，可知实验时水面上方的气压小于1个标准大气压。
[3]水沸腾时，吸收热量，温度不变，由图丙可知：在2min 时沸腾，所以在第2~4min 的过程中，水持续吸热，温度不变。
(3)[4]水4min 吸收的热量等于2min 水吸收热量的两倍，
()()34222 4.210J/kg C 0.1kg 99C 96C 5.0410J Q Q cm t '==??=??????-?=?吸吸
燃料燃烧的质量
330g 25.8g 4.2g 4.210kg m -'=-==?
此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，根据100%Q Q η=?吸放
以及Q mq =放可知燃料的热值
4635.0410J 210J/kg 60% 4.210kg 60%
Q q m -?===?'???吸 (4)[5]由图丙可知：在相同的时间内，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据
可知两杯水的质量大小相等。
Q cmΔt
3．《民法典》要求物业服务企业等建筑物管理人员应采取必要的安全保障措施，防止高空抛物现象发生。小明对物体从高空落到地面的破坏力进行模拟探究：
实验器材：几张大小相同的普通白纸、表面涂有黑色粉末的篮球、刻度尺
实验过程：将同一个篮球从不同高度由静止释放，落到铺在地面的白纸上，实验记录如下表
(1)实验中，蓝球从高空坠落的破坏力可以通过__________反映出来，这种研究物理的方法是_________ 法；
(2)根据实验现象，可以得出的结论是_____________；
(3)在建筑高层楼房时，为了避免高空施工建筑物坠落砸伤地面上的人，请你为工程队提一条预防措施________________________（合理即可）
【答案】篮球在白纸上留下的圆斑大小转换质量相等的物体，所处的高度越高，落到地面破坏力越大在主通道顶部装设安全防护棚（安装防护棚网或封闭作业）
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]实验中，为了能够比较物体从高空坠落的破坏力大小，我们可以通过篮球在在白纸上留下的圆斑大小来反映，这种方法称之为转换法。
(2)[3]根据表中数据可知，同一个物体，由静止释放的高度越大，在白纸上留下的圆斑越大，即质量相等的物体，所处的高度越高，落到地面破坏力越大。
(3)[4]为了避免高空施工建筑物坠落砸伤地面上的人，在建筑高层楼房时，在主通道顶部装设安全防护棚、安装防护棚网或封闭作业。
4．在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示：
(1)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和______；
(2)实验中必须要选取初温相同且______（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体______相同；
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则______的吸热能力更强；
(4)若甲液体的比热容为2.1×103J/(kg?°C )，则乙液体的比热容为______J/(kg?°C )。
【答案】电加热丝 质量 吸收的热量 乙 4.2×103
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和电加热丝。
(2)[2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体。
[3]选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，根据转换法，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同。
(3)[4]根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像，由图知，加热5分钟，甲升高的温度为
60°C ?20°C =40°C
乙升高的温度为
40°C ?20°C =20°C
即乙升温小，故乙的吸热能力更强。 (4)[5]根据Q c m t
=
?在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，结合(3)[4]，故乙液体的比热容为
()()3340C 2.110J/kg C 4.210J/kg C 20C
c ?=???=??? 5．水是生命之源，保护水资源和节约用水是每个公民应尽的义务。小明同学在学习了密度知识后，想进一步了解家里的水质，为此他向老师借来实验器材来测家里自来水的密度：
(1)将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左侧的零刻度线，然后调节_____使指针指在分度盘中央；
(2)实验正确操作，测出自来水和杯子总质量为118.8g ，将部分水倒入量筒，如图甲所示，测出量筒中水的体积为_____cm 3。测出剩余自来水和杯子的质量，如图乙所示，为_____g ；
(3)根据上述实验数据，计算出自来水的密度为_____kg/m 3；
(4)在向量筒倒入自来水时，如果不慎有水溅出，则测出的自来水密度会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
(5)小明还了解到水的比热容较大，人们用它的这一特征为生产、生活服务。下列与这个特征无关的是______
A ．让热水流过散热器来取暖
B ．在落差大的河流上建水电站，用水发电
C ．内陆地区早晚温差比沿海地区大
D ．汽车发动机用水循环冷却
【答案】平衡螺母 60 58.2 1.01×103 偏大 B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]使用天平时，游码移到标尺左侧的零刻度线后，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘中央。
(2)[2]由图甲知，量筒中水的体积为60cm 3。
[3]如图乙知，剩余自来水和杯子的质量为58.2g 。
(3)[4]量筒中的水的质量
m =118.8g-58.2g=60.6g
则自来水的密度
3333
60.6g 1.01g/cm 1.0110kg/m 60cm m V ρ====? (4)[5]在向量筒倒入自来水时，如不慎有水溅出，则测出的自来水体积偏小，但测量的质量不变，那么测得的密度偏大。
(5)[6]因为水的比热容较大，所以可以用水来取暖、冷却，而且水也可调节气温，即沿海地区早晚温差较小，而在落差大的河流上建水电站，是利用水能发电，故B不是利用水的比热容较大来工作的。
6．在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中：
(1)如图甲所示，小明为了完成实验，应使小车在水平面刚开始运动时具有______ （选填“相同”或“不同”）的速度，而让小车在不同的物体表面运动，目的是使小车运动过程中受到的阻力______（选填“相同”或“不同”）；
(2)实验中小明记录了三次实验小车运动的时间，发现实验①中小车运动运动时间最短，实验③中小车运动运动时间最长，可以得到小车受到的阻力越小，速度减小得越______（选填“慢”或“快”）。由此推理得出：运动物体不受力时，将保持______运动状态；(3)完成上面的实验后，小明想探究动能的大小与速度的关系，实验过程如图乙：
在④、⑤两次实验中，小车的动能是由______能转化而来的；通过④、⑤两次实验可以得出：当______一定时，运动物体的速度越大，动能越大。如果在实验④的木板上铺上毛巾，实验⑤的木板上铺上棉布，那么通过该实验______（选填“仍能” 或“不能”）得到正确结论。
【答案】相同不同慢匀速直线重力势能质量不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，为了能够完成实验，应该使小车到达水平面刚开始运动时的速度相同。
[2]在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，为了使小车运动过程中受到的阻力不同，应该让小车在不同的物体表面运动。
(2)[3][4]实验①中小车受到的阻力最大，运动运动时间最短，实验③中小车受到的阻力最小，运动运动时间最长，可以得到小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。由此推理得出：运动物体不受力时，将保持原有的速度沿直线一直运动下去，即匀速运动状态。(3)[5]探究动能的大小与速度的关系实验中，是将小车的重力势能能转化为小车的动能。[6]由图可知，小车在斜面上的高度不同，运动到水平面具备的速度不同，则获得的动能不同，由④、⑤两次实验可以得出：当质量一定时，运动物体的速度越大，动能越大。[7]实验④物体具备的初始动能比实验⑤的大，初始速度要大，动能的大小是通过木块移动的距离来反应的，所以要求木块所受摩擦力相同，即应该选择相同材料的接触面，而毛巾对物体的阻碍作用比棉布大，所以不能通过该实验得到正确结论。
7．为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球，木块等器材开展了如图所示的活动。
(1)实验中通过比较木块_______来判断钢球动能的大小，这里运用的研究方法是_______（选填“转换法”、“控制变量法”）；
(2)用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的
_______相同；通过比较_______两次实验可知，在速度相同时，质量越大，动能越大；
(3)通过比较_______两次实验可知，在质量相同时，速度越大，动能越大；
(4)小球从斜面顶端由静止下落的过程中机械能转化是_______能转化为_______能，若水平面表面绝对光滑，本实验将_______（选填“能”或“不能”）达到实验探究目的。
【答案】移动的距离转换法速度甲、丙甲、乙重力势动不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]钢球动能的大小不能直接测量，而钢球在推动木块时，对木块做功，其动能不同对木块做功也不同，那么木块移动的距离也不同。这种研究方法是转换法。
(2)[3]让质量不同的钢球在斜面上相同高度自由滚下的目的是让钢球到达水平面时有相同的初速度，于是撞击木块时的速度也相同。
[4]要探究动能与质量的关系，应让钢球的速度相同，质量不同，所以应选甲、丙两图。(3)[5]要探究动能与速度的关系应比较甲、乙两图。因为在甲、乙两图中，钢球的质量相同，但从斜面静止滚下的高度不同，于是到达水平面的速度也不同。
(4)[6][7]钢球从斜面滚下的过程中，动能增大，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能。
[8]若水平面表面绝对光滑，则本实验不能达到探究目的，因为钢球撞击木块后，两者一起做匀速直线运动，无法停下。
8．小明为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：
(1)实验中通过______反映小球动能的大小；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度______（选填“越大”或“越小”）时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。
(2)为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是______。
(3)实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上，为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面（含斜面和平面）上，进行实验，而保证小球质量和高度______（选填“相同”或“不同”），发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大，在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小，因此小明认为小球被弹回的高度与接触面粗糙程度有关。
(4)小明在(3)实验所得结论基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将______
A．沿着斜面匀速直线运动 B．不能上升到初始高度，最终静止在平面上
C．上升到初始高度后静止 D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
(5)小明在(4)中用到一种科学方法，下面哪个定律或原理的得出用到了同一种方法______ A．阿基米德原理 B．杠杆原理 C．牛顿第一定律。
【答案】弹簧被压缩的程度越大使小球到达水平面时速度相同相同 D C
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大。所以，可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少。
[2]实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度越小时，小球达到水平面上的速度越小，弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。
(2)[3]要研究动能大小与质量的关系，由控制变量法的应用可知：就要控制速度不变，让质量变化；速度是通过起始点的高度来控制的，所以要控制两球从同一高度滚下。
(3)[4]斜面实验中，小球从同一斜面的同一高度滚下，可以让小球到达水平面上时保持相同的初速度。
(4)[5]接触面越光滑小球被弹回的越高，由此推理，如果接触面光滑到没有摩擦，只有动能和势能相互转化，机械能保持不变，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动。
(5)[6]牛顿第一定律：水平面越光滑，对小车的阻力越小，小车运动得越远，小车的速度减小得越慢；由此推理，当水平面绝对光滑时，运动的小车受到的阻力为0，即小车在水平
方向上不受力的作用时，小车将匀速直线运动下去；牛顿第一定律也是在实验和科学推理相结合的基础上得出的。
9．小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力，g 取10N/kg ）：
让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s 。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度≤和弹簧缩短的长度△x 之间的关系如图丁所示，其中A 为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.1N 的压力就缩短1cm ，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是_________，小球机械能的变化情况是______________。
（2）实验中所用小球的质量为_____kg ，全过程中，弹簧中弹力的最大值为_____N 。
（3）由图可知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于______态（选填“平衡”或“非平衡”）。
（4）已知物体的重力势能表达式为E P =mgh ，动能表达式为：2k 12
E mv =；其中m 为物体的质量，h 为物体距离水平地面的高度，v 为物体的运动速度，g 为常量，取10N/kg 。若本题中弹簧的原长为1m ，则本题的小球是从距离地面________m 的位置下落的。
【答案】先增加后减小 减小 0.1 6.1 非平衡 2.25
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]小球刚接触弹簧时，弹簧发生形变，产生弹力，此时小球的重力大于弹力，小球做加速运动，这一过程小球动能增大，随着弹簧的形变程度越来越大，弹力增加，当弹力等于小球重力时，小球所受合力为0，小球停止加速，此时速度最大，动能最大，下一时刻，小球由于惯性继续向下运动，弹力大于球的重力，小球做减速运动，动能减小，弹性势能增加，最低点时，小球的动能为0，重力势能最小，弹性势能最大。故小球动能的变化情况是先增大后减小，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能，故小球的机械能减小。
(2)[3]弹簧每受到0.1N 的压力就缩短1cm ，由丁图可知速度最大时，弹簧的弹力和重力相等，此时弹簧缩短了0.1m ，合10cm 则此时受到弹力
F =10×0.1N=1N 由
G mg =得出小球的质量 1N 0.1kg 10N kg G F m g g ====
[4]小球在最低点时，弹簧的弹力最大，由丁图知此时弹簧被压缩0.61m ，合61cm 则弹力最大为
610.1N=6.1N F '=?
(3)[5]小球在最低点时，受到竖直向下的重力，竖直向上的弹力，此时弹力大于重力，小球受力不平衡，处于非平衡状态。
(4)[6]由能量守恒定律可知，小球从最高处下落，到小球刚接触弹簧，弹簧还未发生形变那一刻，不考虑空气阻力时，机械能守恒，即
212
mgh mv '= 由丁图可知此时小球速度为5.0m/s ，代入式中有 ()22
5m s 1.25m 2210N kg
v h g '===? 弹簧原长1m ，所以小球距离底面的高度
=1.25m+1m=2.25m h h L '=+弹
10．小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线．
（1）用温度计测量水的初温如图甲所示，其读数为__________℃。
（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子__________相同．
（3）请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。
加热时间/min
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 升高的温度/℃ 水
2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 沙子 4.3 7.9 15.2 18.4 21.5
（4）沙子在1.0～1.5min内升高的温度有明显异常，其主要原因是__________。
（5）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度△t为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q-△t图象．它们都是过原点的直线，即Q=k△t．进一步分析，发现这两条直线的k值与对应水的__________之比相等。
【答案】（1）18 （2）吸收的热量（3）答案如图所示（4）没有及时用玻璃棒搅拌，使沙子受热均匀（5）质量
【解析】
试题分析：物体吸热升温快慢与物质的种类、物体的质量、吸热的多少等因素有关。在实验中要比较水和沙子吸热升温快慢就需要选择相同质量的水和沙子；采用相同的加热器，可以使水和沙子在相等时间内吸收热量相等。在实验器材中还需要搅拌棒，沙子是固体，加热时上下沙子受热不均匀，需要不断搅拌；水是液体，加热时通过对流使其受热均匀的。吸收热量的多少可以利用Q=cm△t计算，水的比热是相同的，Q与△t是正比关系，所以画出来的是过原点的直线，利用Q=k△t表示它们的关系时，k=cm，c是比热容，是一个定值，实验中改变水的质量m，就是改变了k的值。
考点：比较质量相等的不同物质吸热升温快慢
11．探究物体的动能：
（1）如图甲所示，小明先探究动能大小与速度关系，他控制小车的____保持不变，让小车从斜面的____（同一/不同）高度下滑，目的是____．通过比较____，可以比较小车具有的动能．
（2）小明在操作中发现，不用斜面而直接通过人手推小车，也可以使小车在水平木板上运动．若采用此方法来推同一辆小车，____（能/不能）探究动能大小与质量的关系，理由是：____．
（3）小华去掉木块，做了如图乙所示的实验，两次实验中小车克服所有阻力所做的功____
（第①次大/第②次大/一样大）．
【答案】质量不同改变小车碰撞木块时的速度小车推动木块的距离不能用手推小车的速度难以控制相等第2次大
【解析】
【分析】
【详解】
（1）让同一小车从斜面不同高度滑下，是为了控制质量不变，研究动能大小与速度的关系；因此实验中他控制小车的质量保持不变，让小车从斜面的不同高度下滑，目的是改变小车刚到水平面时的速度．通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有的动能；（2）不用斜面而直接通过人手推小车，也可以使小车在水平木板上运动．但不能保证用手推小车的速度与小车从斜面落下的速度相同，不能控制好变量．所以采用此方法不能探究动能大小与质量的关系；
（3）第二次小车上放了砝码，相同高度质量更大，重力势能更大，小车克服所有阻力所做的功更多．
12．小明和小辉学习的燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料加热前的水温/℃燃尽后的水温/℃
煤油2544
菜籽油2534
（1）为保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量______。但对于两杯水的初温他们的看法却不同，请将下列他们的想法补充完整。
小辉认为实验中是直接用______来表示煤油和菜籽油放出热量的多少，所以，实验中两杯水的初温可以不同。
小明认为因为探究过程中他们采用了______法，所以只有燃料的______不同，其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同，那么水蒸发的快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的散热就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况。所以实验时必须控制水的初温相同。
你认为______（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。
（2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_____。
【答案】相同 水温升高的多少 控制变量 种类 小明 煤油
【解析】
【详解】
(1)[1]为保证实验结论的可靠性，应该控制油的质量以及水的质量相同；
[2]小辉认为实验中两杯水的初温可以不同，是因为实验中是直接用水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少；
[3][4]整个过程采用的实验方法是控制变量法，所以只有燃料的种类不同，其他都一样；
[5]由上述可知，小明的想法更加合理；
(2)[6]油燃烧放出的热量Q qm =油放，水吸收的热量Q cm t =?吸，由于Q Q =吸放，那么
=qm cm t ?油
=cm t q m ?油
水的比热容不变，水的质量大小相等，煤油和菜籽油的质量相等，被煤油加热的水升高的温度比较高，由公式可知，则煤油的热值比较大。
13．小明同学“探究不同物质吸热升温的现象”，同时又“探究不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如下图：
（1）你认为“探究不同燃料燃烧的放热能力”应选用_____（选填“甲”或“乙“）组器材．
（2）除了图中已经呈现的器材，还需要用到其他测量工具．你认为两个实验都还要用到的其他测量工具是_____；仅甲组实验还需要的测量工具是_____．
（3）甲组实验是通过_____来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过_____来反映燃料放出热量的多少．
（4）小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg ，他又观察到包装盒上印有“质量：100g ”，他据此算出了整盒薯片能提供的热量为_____．这个结果与包装盒上注明的“能量：2100kJ ”不等，原因可能是_____．
【答案】乙 天平 秒表 加热时间 水升高的温度 1.4×106J 实验中存在热量的损失，或实验时薯片没有完全燃烧
【解析】
【分析】
【详解】
（1）研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，加热相同的流体，因此选乙组器材．（2）观察甲、乙两图，物质的质量都必须相等，因此还要用天平称量质量，即要用到相同的器材是天平；仅甲组实验来说，还需要测量加热时间，所用工具是秒表；
（3）甲组实验用相同的加热装置，所以是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少，
因此秒表用在甲装置中；
乙组燃料放出热量的多少不易直接测量，所以是通过水温升高的度数或水温的变化来反映燃料放出热量的多少．
（4）质量为：100g0.1kg
m==，整盒薯片能提供的热量为：
76
0.1kg 1.410J/kg 1.410J1400kJ
Q mq
==??=?=
放
，
用试验中测得的薯片的热值计算出整盒薯片能提供的热量小于包装盒上注明的能量，原因可能是实验中有部分热量直接散发到了空气中，所以存在热量的损失，另外实验时薯片可能没有完全燃烧．
【点睛】
“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧的放热能力”两实验都用到了控制变量法和转换法，两种方法都是初中物理常用的研究方法，注意理解体会．
14．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验。将质量相等的沙子和水分别装在烧杯中，并测出沙子和水的初温。然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔l min记录一次温度。
实验记录如下表
加热时间/min01234
温度/℃
沙
子
2025293438
水2021222324
（1）实验中，加热时间实质上反应了__________。
（2）根据实验数据，在如图中画出沙子和水的温度随时间变化的图象。
（______）
（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等的热量，升温较快的是______；若使两者升高相同的温度，则______吸收的热量较多。通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做__________。
（4）该实验用到的研究方法是__________。
【答案】物质吸收热量的多少见解析所示沙子水比热容转换法
【解析】
【详解】
（1）实验中，加热时间实质上反映了水和沙子吸收热量的多少，加热时间越长，说明吸收热量越多．
（2）根据实验数据，在图2中画出沙子和水的温度随时间变化的图象，如图所示：
。
（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子；若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多，由上可知，水吸热能力较强，物理学将这种属性叫做比热容；
（4）由（1）可知，实验用加热时间反应吸收热量的多少，用的是转换法。
15．为了比较煤油和菜籽油热值的大小，小明制定了下列的实验方案：取质量相等的小量煤油和菜籽油，分别盛装在空的酒精灯中，制成油灯。点燃后分别给两个相同的烧杯（内装质量相等、初温都是20℃的水）加热，通过观察水温的变化，判断两种燃料热值的大
小。请根据小明的设计方案回答下列有关的问题：
（1）如图是煤油燃烧完时，用煤油灯加热的烧杯中温度计的示数，此时水温是96℃。菜籽油燃烧完后，用菜籽油灯加热的烧杯中温度计的读数是87℃，由此判断___的热值比较大。
（2）小明用天平测出水和煤油的质量，并根据Q 吸=cm （t-t 0）计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与课本中给出的煤油热值相比______（偏大、偏小、相等）。分析原因：__________。
（3）小明设计的实验方案中，你认为两杯水的质量要大些好还是小些好？________；理由是_________。
【答案】煤油 偏小 燃料燃烧放出的热量没有完全被水吸收，存在热散失 质量大好些 质量小的水吸热升温，容易沸腾，水温变化相同，无法比较两种燃料的热值
【解析】
【详解】
(1)[1]根据热量的计算公式()0-Q cm t t =吸，水的质量相同、比热容相同、初温也相同，但是煤油灯加热的烧杯升高的温度比较高，那么它的Q 吸会比较大，也就是煤油灯放出的热量Q 放会比较大，根据热值公式Q qm =放，煤油和菜籽油的质量相同，那么煤油的热值会比较大；
(2)[2][3]燃料燃烧放出的热量没有完全被水吸收，即Q Q >吸放，根据热值公式变换式Q q m
=，拿Q 吸去计算时，得出的热值是偏小的； (3)[4][5]根据热量的计算公式()0-Q cm t t =吸，质量小的水吸热升温，升高的温度比较大，很容易到达沸腾的温度，然后温度保持不变，无法比较两种燃料放出热量的多少，所以两杯水的质量要大些好。